Отдел Хвощеобразные
Хвощеобразные (Equisetophyta) — отдел высших споровых растений, большинство из которых существовали в позднем девоне и карбоне. Тогда травянистые и, особенно, древовидные формы господствовали в лесах вместе с древними плаунами и папоротниками. Древовидные формы хвощеобразных вымерли в конце каменноугольного — начале пермского периода. Вымершие представители отдела — большинство деревья (каламиты) или кусты (каламофиты, клинолисты), реже травы.
Около 30 современных видов встречаются почти по всему земному шару, за исключением Австралии и Новой Зеландии.
Хвощи прекрасно переносят засуху и лесные пожары.
Современные представители отдела — исключительно многолетние травянистые растения, имеющие хорошо развитые подземные стебли — корневища. От корневища отходят придаточные корни. Надземная часть стебля у видов умеренной зоны достигает 0,5 — 1 м, у тропических видов стебли значительно длиннее.
Стебли — от нескольких сантиметров до нескольких метров длиной, продольно — бороздчатые, расчленённые на узлы и пустотелые междуузлия. В узлах кольчато размещены веточки, покрытые, как и стебель, мелкими, часто чешуевидными и безхлорофильными листочками, которые так же размещены мутовками.
Подземная часть растений представлена хорошо развитым корневищем с придаточными корнями.
Органами спороношения являются спороносные колоски на верхушках побегов.
Гаметофит (заросток) одно- и двуполый, зелёный, очень мелкий (размером несколько миллиметров). Оплодотворение происходит лишь при наличии воды на поверхности гаметофита.
Из зиготы развивается бесполое поколение — спорофит, который доминирует в цикле развития.
Отдел Хвощеобразные делится на три класса:
Характерные признаки строения и жизненного цикла хвоща полевого
Хвощ полевой — многолетнее травянистое растение высотой 40 см, которое растёт на полях, вдоль берегов рек, на лугах, опушках.
Подземная часть растения представлена мощным членистым разветвлённым корневищем, которое залегает глубоко в почве. На нём есть клубни, возникающие как укороченные боковые побеги и являются местом накопления крахмала.
В древности клубни корневищ хвоща, возможно, использовали в еду, ведь во время раскопок древних захоронений находят сосуды, наполненные ими.
Надземные побеги у хвоща полевого двух типов:
- весенние — розовато — бурые, неразветвлённые, спороносные, которые развиваются за счёт накоплённых в корневище питательных веществ;
- летние — зелёные, ветвистые, ребристые, шероховатые, пропитаны солями кремниевой кислоты.
Весенние побеги образуются рано весной. Они несут кольчато расположенные сросшиеся влагалищами листочки и спороносные колоски на верхушке. Колоски образуются в апреле — мае и состоят из оси, к которой короткими ножками прикреплены шестигранные щитки. Вокруг ножки щитка расположены 6 — 8 мешкообразных спорангиев, заполненных спорами. Споры шарообразные, тёмно — зелёные, имеют три оболочки. После полного созревания внешняя оболочка разрывается по спирали на две ленты — элатеры. В сухом состоянии элатеры оттопырены, а при увеличении влажности скручиваются вокруг спор. Сразу после высыпания спор весенние побеги вянут и отмирают, а на корневище развиваются летние фотосинтезирующие побеги.
Внешне все споры одинаковы, но физиологически они разные. Из одних спор вырастают мужские гаметофиты (заростки), а из других — женские. Поскольку споры, сцепливаясь элатерами, распространяются группами, мужские и женские заростки находятся рядом. Они имеют вид зелёных рассечённых пластинок, которые прикрепляются к земле ризоидами. Женские заростки немного больше и глубже рассечённые. В Выемках между лопастями развиваются архегонии. На мужских заростках образуются антеридии, в которых формируются многочисленные многожгутиковые сперматозоиды. Оплодотворение происходит лишь при наличии воды. После выхода гамет мужские заростки гибнут, а женские питают зародыш, пока не начнут функционировать его собственные вегетативные органы. Постепенно из зародыша развивается новое растение хвоща.
Хвощ полевой легко размножается вегетативным способом — частями корневища, потому является злостным сорняком.
Роль хвощеобразных в природе и жизни человека
Большого значения хвощи не имеют.
Хвощ ветвистый, хвощ пёстрый и хвощ зимующий используются как кормовые растения для домашних и диких животных. Однако известны случаи отравления крупного рогатого скота, овец и лошадей после поедания растений речного, полевого и болотного хвощей.
Почти все виды хвощей — являются злостными сорняки полей и пастбищ, особенно благодаря высокой способности к вегетативному размножению корневищами.
Хвощи — самые известные растения — биоиндикаторами кислых почв.
Стебли хвощей благодаря их жёсткости можно использовать для чистки металлической посуды и полирования дерева.
Хвощ полевой — лекарственное растение, которое является хорошим мочегонным и кровоостанавливающим средством.
Источник
Хвощи
Хвощи — многолетние споровые корневищные растения, с зелеными стеблями, ветвями и чешуйчатыми листьями. Современные хвощи — травянистые растения, в прошлом имели большее разнообразие: встречались древовидные формы до 20 м высотой. Наряду с древними плауновидными в карбон (каменноугольный период) участвовали в образовании каменного угля.
Как и плауны, хвощи поселяются в увлажненных местах: по берегам водоемов, на лугах, лесных опушках. Закисленные почвы — излюбленное место обитания хвощей.
Характеристику хвощам будем давать на основе типичного представителя — хвоща полевого.
Строение хвоща полевого
Хвощ полевой имеет членистое строение, мелкие чешуйчатые листья собраны в мутовки по 6-12 листьев. Эпидермис стебля гладкий, оболочки клеток содержат кремнезем — SiO2, что придает стеблю прочность, делает его несъедобными для скота, многих диких животных.
Подземная часть растения включает сильно разветвленное корневище, по площади до 8м 2 , от которого вглубь почвы отходят придаточные корни. У хвоща полевого отдельные боковые ветви корневища могут видоизменяться в клубни, запасающие питательные вещества. Клубни также принимают участие в процессах вегетативного (бесполого) размножения. Вегетативные побеги появляются весной позже спороносных, и отвечают главным образом за питание, рост и развитие растения. Фотосинтез происходит в стебле летних зеленых побегов.
Весной первыми у хвоща полевого появляются спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебель у них коричневого цвета, хлорофилл в стебле весенних побегов отсутствует. Спороносный побег отвечает за половое размножение. Перпендикулярно оси колоска к нему крепятся органы спороношения — спорангиофоры, под которыми лежат 6-10 спорангиев. Спороносный побег отмирает после спороношения.
Спороносный побег отличается от вегетативного главным образом наличием стробила. Стробил — видоизмененный укороченный побег, служащий для размножения некоторых высших растений: хвощей, плаунов, голосеменных. Несет специализированные листья спорофиллы, на которых формируются спорангии. Спорофилл (от греч. sporá — семя и phýllon — лист) — видоизмененный лист споровых растений, на котором развиваются органы бесполого размножения — спорангии.
Жизненный цикл хвощей
В жизненном цикле хвощей, как и папоротников, доминирует спорофит. Начнем рассматривать цикл с момента прорастания споры (n). Споры высыпаются из спорангиев, во влажной среде прорастают в заросток — гаметофит (n), который крепится к почве ризоидами. Образующиеся из спор гаметофиты раздельнополы, на одних развиваются антеридии (мужские половые органы), на других архегонии (женские половые органы). В антеридиях (n) формируются сперматозоиды, в архегониях (n) — яйцеклетки.
Во влажной среде подвижный сперматозоид (n) достигает яйцеклетки (n) в архегонии, сливается с ней, образуя зиготу (2n). Из зиготы развивается спорофит (2n), у которого на спорофилле в спорангии материнские клетки (2n) делятся мейозом, в результате образуются споры (n).
Значение хвощей
Хвощи имеют медицинское значение, их используют в качестве мочегонных и кровеостанавливающих средств. Несмотря на твердость стебля, вследствие высокого содержание кремнезема, хвощом питаются олени. Не вызывает сомнений, что хвощ является звеном в цепи питания (продуцентом). Весенние побеги употребляют в пищу в свежем и вареном виде, из них делают соусы, начинки для пирога.
Мы с вами, ботаники, безусловно восхищаемся хвощом! Но вот садоводы от него совсем не в восторге. Хвощ считается одним из злостных сорняков в огороде, трудно выводимым и доставляющим массу хлопот. Хвощ селится на закисленной почве, поэтому помимо перекапывания, садоводы применяют известкование — внесение в почву карбонатов кальция CaCO3 и магния MgCO3, а также оксидов — CaO и MgO и гидроксида кальция — Ca(OH)2 с целью снижения кислотности почвы. Почва со сниженной кислотностью нравится хвощу гораздо меньше, и он перестает заводиться на огороде 😉
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник